一种无传感器永磁同步电机调速控制策略的制作方法
【专利摘要】本发明属于永磁同步电机控制领域,涉及一种无传感器永磁同步电机调速控制策略。其特征在于:检测永磁同步电机的三相电流,经过Clarke变换得到αβ坐标系下的电流,经过Park变换得到dq坐标系下的电流;根据αβ两相静止坐标系下永磁同步电机的数学模型,设计滑模观测器;用双曲正切函数作为切换函数;选取滑模面;通过反电动势得到转子位置的估计值;采用速度估计器估算速度;选取Lyapunov函数,由稳定性条件得出自适应律。本发明的控制策略缓解了结构切换的不连续性,明显减弱了抖振,提高了快速性、鲁棒性和动态性能。当转子位置的估计值存在误差时,使速度估计误差在可控范围内,提高了转速估计精度。
【专利说明】一种无传感器永磁同步电机调速控制策略
【技术领域】
[0001]本发明涉及永磁同步电机控制领域,尤其涉及一种无传感器永磁同步电机调速控制策略。
【背景技术】
[0002]电机的调速性能影响着工业生产和能源利用率。永磁同步电机以其功率密度高、转矩比高、效率高、可靠性高、损耗小、体积小、重量轻和结构简单的特点,被广泛应用于电动汽车、航空航天航海、家用电器、有轨无轨机车等多种领域。永磁同步电机的精确控制需要转子的位置和速度信息,在其调速系统中,为了获得准确的转速信息,通常需要安装机械传感器,这就增大了电机体积,增加了系统成本,降低了系统鲁棒性。
[0003]随着科技的发展,为避免安装机械传感器产生的不足,永磁同步电机无传感器控制成为当前研究的热点。实现永磁同步电机无传感器控制的方法有:基于电动机理想数学模型的方法、观测器基础上的闭环方法、基于信号注入的方法等。滑模观测器方法以其简单的算法和较强的鲁棒性,被众多学者应用。然而,传统滑模观测器以signum函数作为切换函数,有明显的抖振现象,而且用直接微分的方法计算转速,会出现估算精度不高的问题。同时,定子电阻在电机运行时阻值会因为发热而变大。这些因素都会影响控制系统的性能。
【发明内容】
[0004]针对上述问题,提出一种无传感器永磁同步电机调速控制策略,削弱了抖振现象,提闻了电机运行时转速的估算精度。
[0005]本发明公开了一种无传感器永磁同步电机调速控制策略,包括如下具体步骤。
[0006]检测永磁同步电机的三相电流ia、ib和ic,经过Clarke变换得到α β坐标系下的电流、&,经过Park变换得到dq坐标系下的电流id、iq。
[0007]在α β两相静止坐标系下,永磁同步电机的数学模型为:
【权利要求】
1.一种无传感器永磁同步电机调速控制策略,其特征在于:通过电流传感器检测永磁同步电机的三相电流ia、ib和ic,经过Clarke变换得到α β坐标系下的电流ia、b,经过Park变换得到dq坐标系下的电流id、iq ;根据α β两相静止坐标系下永磁同步电机的数学模型,设计滑模观测器;用双曲正切函数作为切换函数;选取滑模面;通过反电动势得到转子位置的估计值;为提高转速估计精度,采用速度估计器;选取Lyapunov函数,由稳定性条件得出自适应律。
2.如权利要求1所述的滑模观测器的切换函数,其特征在于:用连续的双曲正切函数作为切换函数,明显地减弱了抖振现象,所述切换函数设计如下:
其中’
3.如权利要求1所述的速度估计器,其特征在于:当转子位置的估计值存在误差时,使速度估计误差在可控范围内,提高了转速估计精度,速度估计器设计如下:
其中,X' K分别为大于零的比例、积分系数,由为^的估计值,$为^!的积分值。
【文档编号】H02P6/08GK104135197SQ201410404242
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】韩飞飞, 王中华, 韩统一, 顾杰 申请人:济南大学